反应烧结
| 反应烧结 |
陶瓷原料成形体在一定温度下通过固相、液相和气相相互间发生化学反应，同时进行致密化和规定组分的合成，得到预定的烧结体的过程。制品在烧成前后几乎没有尺寸收缩。采用各种陶瓷成型工艺，能制得各种形状复杂的陶瓷制品。反应烧结的温度低于其他烧结方法的烧结温度。制成的制品气孔率较高，机械性能较差。反应烧结得到的制品不需要昂贵的机械加工，可以制成形状复杂的制品，在工业上得到广泛应用。
目录
简介
反应烧结或反应成型是通过多孔坯件同气相或液相发生化学反应，使坯件质量增加，孔隙减小，并烧结成具有一定强度和尺寸精度的成品的工艺。同其他烧结工艺比较，反应烧结有如下几个特点：①反应烧结时，质量增加，普通烧结过程也可能发生化学反应，但质量不增加。②烧结坯件不收缩，尺寸不变，因此，可以制造尺寸精确的制品。普通烧结坯件一般发生体积收缩。③普通烧结物质迁移发生在颗粒之间，在颗粒尺度范围内，而反应烧结的物质迁移过程发生在长距离范围内，反应速度取决于传质和传热过程。④液相反应烧结工艺，在形式上，同粉末冶金中的熔浸法相似．但是，熔浸法中的液相和固相不发生化学反应，也不发生相互溶解，或只允许有轻微的溶解度。通过气相反应烧结的陶瓷有反应烧结氮化硅（RBSN）和氮氧化硅Si2ON2。通过液相的反应烧结陶瓷有反应烧结碳化硅SiC。反应烧结氮化硅是硅粉多孔坯件在1400℃左右和氮气反应形成的。在反应过程中，随着连通气孔的减少，氮气扩散困难，反应很难进行彻底。因此，反应烧结氮化硅坯件厚度受到限制，相对密度也难达到90%。影响反应过程的因素有坯件原始密度、硅粉粒度和坯件厚度等。对于粗颗粒硅粉，氮气的扩散通道少，扩散到硅颗粒中心需要时间长，因此反应增重少，反应的厚度薄，坯件原始密度大也不利于反应。反应烧结氮氧化硅的坯件由Si、SiO2和CaF2（或CaO、MgO等）组成，同氮反应生成Si2ON2。在反应烧结时，CaO、MgO等同SiO2形成玻璃相。氮溶解于熔融玻璃中，Si2ON2晶体从被氮饱和的玻璃相中析出，反应烧结氮氧化硅的密度可以大于90%。氮氧化硅对氯化物和氧气的抗腐蚀性好，已用作电解池内衬，用于AICI3电解制铝、ZnCl2电解制锌。反应烧结碳化硅是SiC-C多孔坯由液相硅浸渍而制成。
评价
此法与普通烧结法比较，有如下两个主要特点：①提高制品质量，烧成的制品不收缩，尺寸不变化；②反应速度快，传质和传热过程贯穿在烧结全过程。普通烧结法物质迁移过程发生在坯体颗粒与颗粒的局部，反应烧结法物质迁移过程发生在长距离范围内。分为液相反应烧结和气相反应烧结两类。采用前一类的居多。例如，烧结氧氮化硅坯件时添加硅、二氧化硅和氟化钙(或氧化钙、氧化镁等，玻璃相形成剂)同氮反应生成二氮氧化二硅(Si2ON2)，氧化钙、氧化镁等同二氧化硅形成玻璃相，氮溶解在焙融体(玻璃相)中；Si2ON2，晶体从被氮饱和的玻璃相中析出。这样制出的氧氮化硅的密度可相当于理论密度90%以上。[1]